JP2004191861A - Binoculars system - Google Patents

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Hideaki Nakajima
秀明 中島
Masayuki Uchiyama
雅之 内山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct an image picked up with an imaging element with tilted transverse direction relative to the horizontal direction due to he rotation of observing optical systems around an axial part, so that the horizontal direction of a display image becomes parallel to the transverse direction of a monitor display screen. <P>SOLUTION: In this binoculars system 1, right and left observing optical systems 3R, 3L are rotatable around an axis 20 parallel to an optical axes XR, X1 of the optical systems 3R, 3L, and the imaging element 14 imaging observing light is provided in at least one optical system 3R. The system is provided with a rotation angle detecting means composed of a conductive pattern 21A and a contact piece 22, for detecting the rotation angle from a reference rotation position of one optical system 3R, having the imaging element 14; and an image correction means 23 for correcting image data of the image picked up by the imaging element 14. Correction of the image data is performed by a segmental processing of the image with a diagonal having an angle of the rotation angle detected by the rotation angle detecting means in relation to the diagonal of the imaging face of the imaging element 14. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双眼鏡装置に関する。さらに詳しくは、双眼鏡装置の観察光学系で捕らえた観察光を撮像する撮像手段を内蔵する双眼鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
双眼鏡装置で遠方の風景や建物等の観察対象物を観察しているときに、観察対象物を画像として記録しておきたいという場合がある。このような要求を満たす双眼鏡装置として、例えば、特許文献1(特開平11−64740号公報)あるいは特許文献2(特開平11−112851号公報)等には、撮像機能を付加した双眼鏡装置が開示されている。
【0003】
この撮像機能を備えた双眼鏡装置は、一方の観察光学系の第一結像面位置における観察光を撮像素子により捕らえるようにしたものである。
【0004】
また、この双眼鏡装置は、左右一対の観察光学系を、これらの光学系の中間に配設された軸部の周りに、回転可能に保持している。そして、観察光学系を軸部の周りに回転させることにより左右の観察光学系の間隔を変化させることができる。そのため、双眼鏡装置を使用する者(観察者)は、観察光学系を軸部の周りに回転させて、左右の観察光学系の間隔を両眼の間隔に合わせることができるようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−64740号公報 (第1図)
【特許文献2】
特開平11−112851号公報 (第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮像素子を備えた双眼鏡装置においては、観察光学系を軸部の周りに回転すると、撮像素子も観察光学系とともに軸部の周りに回転し、撮像素子の横方向(撮像素子の上辺と下辺に平行な方向)が水平面に対して傾く。そのため、撮像素子で撮影された観察対象物の画像をそのままモニタ表示画面で再生すると、表示された画像の水平方向が、モニタ表示画面の横方向(モニタ表示画面の上辺と下辺に平行な方向)に対して傾いた違和感のある画像となってしまう。
【0007】
そこで、本発明は、観察光学系が軸部の周りに回転され、撮像素子の横方向が水平面に対して傾いた状態で撮像が行われたときに、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きが少なくなるように、撮像素子の画像データを補正する双眼鏡装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の双眼鏡装置は、左右の観察光学系がこれらの観察光学系の光軸に平行な軸の周りに相対的に回転可能とされ、少なくとも一方の観察光学系に観察光を撮像する撮像素子を備える双眼鏡装置において、撮像素子を備える一方の観察光学系の回転基準位置からの回転角度を検出する回転角検出手段と、撮像素子で撮影された画像の画像データを補正する画像補正手段とを備え、画像データの補正は、補正後の画像データに基づく画像が、撮像素子で撮像された画像に対して、回転角検出手段により検出された回転角の角度だけ回転した画像となる処理であることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、補正された画像データに基づいて表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向が水平面となす傾きの角度を、観察光学系の回転基準位置からの回転角度に比べて小さくすることができる。つまり、観察光学系が軸の周りに回転させられ、撮像素子が傾いた状態とされても、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きを小さくすることができる。
【0009】
請求項2記載の双眼鏡装置は、画像補正手段について、画像データの補正が、撮像素子の撮像面の対角線に対し、対角線が回転角検出手段により検出された回転角の角度を有している画像を、撮像素子の撮像面から切り出す画像の切り出し処理であることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、切り出し処理された画像の画像データに基づいて表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向が水平面となす傾きの角度を、観察光学系の回転基準位置からの回転角度に比べて小さくすることができる。つまり、観察光学系が軸の周りに回転させられ、撮像素子が傾いた状態とされても、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きを小さくすることができる。
【0010】
請求項3記載の双眼鏡装置は、画像補正手段について、画像データの補正が、撮像素子で撮像された画像を、回転角検出手段により検出された回転角の角度だけ回転させる画像の回転処理であることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、回転処理された画像の画像データに基づいて表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向が水平面となす傾きの角度を、観察光学系の回転基準位置からの回転角度に比べて小さくすることができる。つまり、観察光学系が軸の周りに回転させられ、撮像素子が傾いた状態とされても、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きを小さくすることができる。
【0011】
請求項4記載の双眼鏡装置は、回転角検出手段が、エンコーダであることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、回転角度の検出を簡易な構成で行うことができる。
【0012】
請求項5記載の双眼鏡装置は、エンコーダが、軸の側に備えられた導電パターン部と、この導電パターン部に接触しながら観察光学系の回転に従って回転する接触子を有していることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、エンコーダを簡易な構成とすることができる。
【0013】
請求項6記載の双眼鏡装置は、回転角検出手段が、左右の観察光学系のいずれか一方の光路内に光軸を回転軸として回転可能に備えられる指標体と、この指標体の回転に従って回転する導電パターン部と指標体が備えられる観察光学系を保持する鏡筒の側に備えられ導電パターン部に接触する接触子を有するエンコーダとを備えることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、指標体を回転させることで、撮像素子を備える観察光学系の回転基準位置からの回転角度を検出することができる。
【0014】
請求項7記載の双眼鏡装置は、左右の観察光学系がこれらの観察光学系の光軸に平行な軸の周りに相対的に回転可能とされ、少なくとも一方の観察光学系に観察光を撮像する撮像素子を備える双眼鏡装置において、撮像素子が水平面に対して回転したとき、その回動を検知した信号を受け撮像素子で撮像された画像から前記水平面と平行な枠で囲まれた画像を切り出す処理を行う画像補正手段を有してなることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、撮像素子を備える観察光学系が軸の周りに回転しても、切り出し処理された画像は、画像の中の水平方向が水平面に対して水平になっている。そのため、この画像をモニタ表示装置に表示したときにも、表示画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向とが平行になっている。
【0015】
請求項8記載の双眼鏡装置は、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の双眼鏡装置において、撮像手段が、一方の観察光学系の第一結像面位置と、この一方の観察光学系の光路から退避した退避位置とに変位することを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、観察光学系を撮像用と観察者が直接観察対象物を観察する観察用に兼用することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1から図13を参照しながら説明する。なお、図12、図13は、本発明の第2の実施の形態であり、まず図1から図11に基づいて第1の実施の形態の双眼鏡装置について説明する。
【0017】
図1には、本発明の第1の実施の形態にかかる双眼鏡装置1の外観が示されている。また、図2から図11には、この双眼鏡装置1の内部の構造が示されている。
【0018】
以下の説明においては、双眼鏡装置1の観察対象物側を前方、観察者側を後方とする。そして、後方から前方を見て、右手側を右側、左手側を左側として説明する。つまり、図1から図4については、図面の左方向を前方、右方向が後方になる。また、図5から図8については、双眼鏡装置1を後方側から見た図として描いている。
【0019】
双眼鏡装置1は、筐体2により外郭が形成されていて、この筐体2は、左右一対の鏡筒2Rと鏡筒2Lを備えている。図2に示されるように鏡筒2Rには観察光学系3Rが、また鏡筒2Lには観察光学系3Lがそれぞれ保持されている。
【0020】
観察光学系3Rは、対物光学系3Ra、正立光学系3Rb、接眼光学系3Rcとを有して構成されている。また、他方の観察光学系3Lも対物光学系3La、正立光学系3Lb、接眼光学系3Lcとを有して構成されている。
【0021】
双眼鏡装置1の前方に存在する観察対象物からの観察光は、左右の対物光学系3Ra、3Laにそれぞれ入射し、正立光学系3Rb、3Lbを通って接眼光学系3Rc、3Lcから出射する。観察者は、接眼光学系3Rc、3Lcを左右の瞳でそれぞれ覗き込むと、観察対象物を双眼観察することができる。
【0022】
対物光学系3Raに入射した観察光は、正立光学系3Rbと接眼光学系3Rcとの間に位置する第一結像面位置Maに一旦結像し、他方の対物光学系3Laに入射した観察光も、正立光学系3Lbと接眼光学系3Lcとの間に位置する第一結像面位置Mbに一旦結像する。そしてこの第一結像面位置Ma、Mbに結像した観察光は、接眼光学系3Rc、3Lcを通過し、後方に出射する。凸レンズとなる接眼光学系3Rc、3Lcの焦点位置は、それぞれ第一結像面位置Ma、Mbに一致させられている。したがって、観察者は、第一結像面位置Ma、Mbに結像した観察光を、接眼光学系3Rc、3Lcにより拡大して観察することになる。
【0023】
正立光学系3Rb、3Lbは、対物光学系3Ra、3Laによって左右上下が反転される像を、第一結像面位置Ma、Mbにおいて正立した状態にして結像させる役目を果たすものである。例えば、像の上下を反転させるポロプリズムと像の左右を反転させるポロプリズムとを組み合わせて構成する。
【0024】
ここで、観察光学系3Rの光軸をXR、観察光学系3Lの光軸をXLとするとともに、観察光学系3Rの光路を観察光路R、観察光学系3Lの光路を観察光路Lとして以下の説明を行う。
【0025】
対物光学系3Ra、3Laは、焦点調節装置4の調節つまみ5を左右方向、つまり、図1に示す矢印の方向に回転させると、この回転方向に対応して、それぞれ光軸XRと光軸XLに沿って前後に変位する。つまり、調節つまみ5を回転操作して対物光学系3Ra、3Laを前後に変位させることにより、双眼鏡装置1から任意の距離にある観察対象物からの観察光を、各対物光学系3Ra、3Laの第一結像面位置Ma、Mbに結像させることができる。
【0026】
焦点調節装置4は、前述の調節つまみ5と、対物光学系3Ra、3Laを保持する対物光学系保持体6と、調節つまみ5を筐体2に支持する支持体2aとから構成されている。対物光学系保持体6は、対物光学系3Ra、3Laをそれぞれ保持する円形の対物光学系保持枠7、8を有し、前方あるいは後方から見たときの形状が、眼鏡枠形状をしている。対物光学系保持枠7と対物光学系保持枠8とは連結部9で連結されている。
【0027】
調節つまみ5の前面には、外周にねじ部が形成されているねじ軸10が調節つまみ5と一体的に設けられている。この調節つまみ5は、一体的に設けられているねじ軸10が光軸XR、XLに平行な状態となるように支持体2aに支持されている。ねじ軸10と連結部9とは、ねじ結合していて、調節つまみ5を図示矢印の方向に回転させると、対物光学系保持体6は、ねじ軸10にリードされながら調節つまみ5の回転方向に対応して、前後に変位する。そのため、上述のように、調節つまみ5を回転操作して観察対象物からの観察光が第一結像面位置Ma、Mbに結像するように、対物光学系3Ra、3Laを変位させることができる。
【0028】
対物光学系保持枠7の右側は鏡筒2Rに形成されたガイド部11にガイドされている。また、対物光学系保持体8の左側は鏡筒2Lに形成されたガイド部12にガイドされている。つまり、対物光学系保持体6は、ガイド部11とガイド部12により前後方向のみに移動可能にガイドされている。したがって、対物光学系保持体6はガイド部11とガイド部12にガイドされているため、調整つまみ5を回転させたときに、ねじ軸10の回転に引きずられてねじ軸10の周りに回転してしまうことなく、光軸XR、XLに沿って変位することができる。
【0029】
双眼鏡装置1は、観察光学系3Rの第一結像面位置Maに結像する観察光を撮像する撮像ユニット13を備えている。この撮像ユニット13は、撮像手段としての電荷結合素子(以下CCDという)14と、このCCD14が直接実装されたプリント基板15と、このプリント基板15が取り付けられるCCD支持板16とを備えて構成されている。
【0030】
鏡筒2Rの上面には、光軸XRに直交する方向に延びる案内溝17が形成されている。CCD支持板16の上端縁部には、案内溝17に係合するガイド突起16aが設けられている。ガイド突起16aの上端部は、案内溝17を貫通して鏡筒2Rの上面から突出していて、CCD支持板16の操作部16bとして形成されている。この操作部16bを案内溝17に沿ってスライド操作することにより、CCD14を左右に変位させることができる。
【0031】
図3は、CCD14が観察光を遮らないように観察光路Rから退避した位置にある状態を示している。撮像ユニット13がこの状態にあるときには、観察光は、接眼光学系3Rcに導かれ、観察者の眼に入る。すなわち、観察者が接眼光学系3Rcを覗き観ると、観察光学系3Rを介して観察対象物を観察することができる。
【0032】
一方、図4は、CCD14が、観察光路Rに挿入され、第一結像面位置Maと重なる位置に挿入された状態を示している。撮像ユニット13がこの状態にあるときは、CCD14の撮像面には対物光学系3Ra、正立光学系3Rbを介した観察光が結像する。
【0033】
CCD支持板16の上縁部には凸部16c(図5参照)が形成されている。また、図5に示されるように鏡筒2Rの内側面には、凸部16cに係合する凹部18と凹部19が形成されている。CCD支持板16が、図3および図5に示すように観察光路Rから退避した位置に在るときには、凸部16cは凹部18に係合する。CCD支持板16が、図4および図6に示すように第一結像面位置Maと重なる位置に在るときには、凸部16cは凹部19に係合する。凸部16cが、凹部18および凹部19に係合し、位置決め固定されするため、CCD支持板16が、図3に示す観察光路Rから退避した位置に在るときや,図4に示す第一結像面位置Maに挿入された位置(第一結像面位置Maと重なる位置)にあるときに、双眼鏡装置1が傾いたり振動しても、CCD支持板16が左右方向に移動してしまうことがない。
【0034】
なお、凸部16cと凹部18および凹部19との係合は、いわゆるクリック機構に相当するものである。
【0035】
撮像ユニット13を図3に示す状態から図4に示す状態にするには、操作部16bを左方にスライド操作する。この際、操作部16bのスライド操作は、CCD支持板16の凸部16cと凹部18の係合力に抗して行うことになる。
【0036】
鏡筒2Rと鏡筒2Lは、光軸XRと光軸XLから等距離にかつ平行な軸となっている軸部20に取り付けられている。なお、この軸部20は、ねじ軸10と同一の軸上に形成されているが、互いに独立した部材となっている。つまり、ねじ軸10は、軸部20と独立して調節つまみ5の回転操作により回転できるようになっている。
【0037】
鏡筒2Lは、軸部20に固定的に取り付けられている。一方、他方の鏡筒2Rは、軸部20の周りに回転できるように取り付けられている。そのため、図7に実線と点線で示めすように、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転させると、鏡筒2Rと鏡筒2Lが軸部20を挟む角度が変わり、接眼光学系3Rcと3Lcの光軸間の距離Dを変えることができる。観察者は、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転させて距離Dを観察者の両眼の間隔に合わせることができる。
【0038】
双眼鏡装置1は、概ね水平に使用されるのが通常の使い方である。したがって、本実施の形態の説明は、双眼鏡装置1が水平な状態にあるときを説明している。
【0039】
例えば、上述の図7の実線と点線の状態は、図面では(見掛け上は)、軸部20に対して鏡筒2Rと鏡筒2Lがそれぞれ同じ角度回転しているように描かれているが、軸部20に対しては鏡筒2Rだけが回転している。つまり、図7では、鏡筒2Rを時計方向(後方から見て右回)に回転しながら、双眼鏡装置1を、軸部20を中心にして、鏡筒2Rが軸部20の周りに回転した回転角度の半分だけ、反時計方向(後方から見て左回)に回転させている。そのため、双眼鏡装置1は水平な状態を保ったまま、鏡筒2Rと鏡筒2Lが、軸部20を回転中心として互いに反対周りに同じ角度回転しているように見える。
【0040】
双眼鏡装置1を水平にした状態のまま、鏡筒2Rを軸部20の周りに反時計方向に回し切った状態、つまり、鏡筒2Rと鏡筒2Lが軸部20を挟む角度が一番大きくされた状態のときに、CCD14の横方向(CCD14の上辺と下辺に平行な方向)が水平面と平行になるように、CCD14は鏡筒2R内に取り付けられている。
【0041】
以下の説明において、双眼鏡装置1を水平にした状態で、CCD14の横方向が水平面と平行になる鏡筒2Rの軸部20を回転の中心とする回転位置を鏡筒2Rの回転基準位置という。
【0042】
軸部20には、図8に示すように半円筒形の導電パターン取付体21が取り付けられている。そしてこの導電パターン取付体21の円筒面には図9に示すパターンの導電パターン21Aが設けられている。この図9に示す導電パターン21Aは、導電パターン取付体21の円筒面に沿って備えられているものを平面に展開した状態を表している。
【0043】
導電パターン21Aには、4つの導電部のパターン列が設けられている。すなわち、図9の最上方に最も長い1つの導電部21aを有する第1の導電部パターン列21Paが、その下方には略半分の長さの1つの導電部21bを有する第2の導電部パターン列21Pbが、その下方には間隔を空けて2つの導電部21cを有する第3の導電部パターン列21Pcが、最下方には間隔を空けて4つの導電触部21dを有する第4の導電部パターン列21Pdが設けれている。
【0044】
鏡筒2Rには、導電パターン21Aの各導電部パターン列21Pa、21Pb、21Pc、21Pdに接触する接触子22が取り付けられていている。鏡筒2Rを軸部20の周りに回転すると、この接触子22も鏡筒2Rとともに軸部20の周りに回転し、導電パターン取付体21の周面を円周方向に沿って摺動する。つまり、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転すると、接触子22は、図9に示す導電パターン21Aを左右方向に摺動する。
【0045】
接触子22は、4つの接点22A、22B、22C、22Dを有している。接点22Aは、第1の導電部パターン列21Paに対応し、接点22Bは、第2の導電部パターン列21Pbに対応し、接点22Cは、第3の導電部パターン列21Pcに対応し、接点22Dは、第4の導電部パターン列21Pdに対応している。そのため、接触子22が、導電パターン21Aを左右方向に移動すると、接点22A、22B、22C、22Dと導電パターン21Aの導電部パターン列21Pa、21Pb、21Pc、21Pdとが接触するかしないかの接触パターンが変わる。本実施の形態においては、導電パターン21Aの導電部パターン列21Pa、21Pb、21Pc、21Pdと接点22A、22B、22C、22Dの接触パターンは、θ0、θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6、θ7の8つの接触パターンになっている。
【0046】
なお、各導電部21a、21b、21c、21dの長さは、7:4:2:1となっている。よって、第1から第4の導電部パターン列21Pa、21Pb、21Pc、21Pdを4ビットの各ビットと考え、各導電部21a、21b、21c、21dと各接点22A、22B、22C、22Dとが接触したときに各ビットが「1」と判断するようにすると、θ0は「0000」、θ1は「1111」、θ2「1110」、θ3「1101」、θ4「1100」、θ5「1011」、θ6「1010」、θ7「1001」となる。すなわち、10進法にするとθ0は=0、θ1=15、θ2=14、θ3=13、θ4=12、θ5=11、θ6=10、θ7=9となる。
【0047】
鏡筒2Rを軸部20の周りに回転すると、鏡筒2R内に保持されているCCD14も一緒に軸部20の周りに回転する。したがって、双眼鏡装置1を水平にした状態を保ちながら、鏡筒2Rを回転基準位置から時計方向に軸部20の周りに回転すると、CCD14の横方向は、右側が下側に傾いた状態となる。なお、鏡筒2Rが回転基準位置から時計方向に軸部20を回転中心として回転した回転角度は、CCD14の横方向が水平面に対して傾いている角度と等しい。
【0048】
鏡筒2Rの時計方向への回転に伴って、接触子22は、導電パターン21Aをθ0からθ7まで摺動する。そして導電パターン21Aからは、接触子22の接点22A、22B、22C、22Dとの接触パターンに応じた信号が画像補正手段としての画像演算プロセッサ232を有する画像演算処理装置23に出力される。導電パターン21Aから出力される信号は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転の中心として時計方向に回転させられた回転角度に対応した信号となっている。
【0049】
本実施の形態では、鏡筒2Rは、回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に64度回転できるようになっている。そして、鏡筒2Rが軸部20の周りに回転したときの回転位置と接触パターンθ0からθ7との対応は次のようになっている。鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転した角度が0度から8度の範囲ではθ0に、8度から16度の範囲ではθ1に、16度から24度の範囲ではθ2に、24度から32度の範囲ではθ3に、32度から40度の範囲ではθ4に、40度から48度の範囲ではθ5に、48度から56度の範囲ではθ6に、56度から64度の範囲ではθ7に対応している。
【0050】
なお、鏡筒2Rが回転できる角度は、64度に限られるものではなく、距離Dや軸部20と光軸XRおよび光軸XLとの距離などにより適宜に設定する。また、導電パターン21Aと接触子22の接触パターンの数を増やせば、精度の高い角度検出をすることができる。さらに、導電パターン21Aと接触子22の接触パターンが検出する角度の範囲は、上述では均一に8度毎としたが、これを不均一にしてもよい。また、上記の例では、デジタル的に位置信号を抽出しているが、ボリューム等を利用してアナログ的に位置を連続的に検出するようにしてもよい。
【0051】
メインスイッチ24をオン操作して双眼鏡装置1を稼動させ、CCD14が第一結像面位置Maに挿入された状態で、レリーズボタン25をオン操作すると、CCD14で撮像された画像の画像データが、画像演算処理装置23に送られる。
【0052】
CCD14の横方向が水平面に対して傾いているときに撮像した画像の画像データをそのままモニタ表示画面に再生すると、表示された画像の水平方向(画像の中での水平方向)が、モニタ表示画面の横方向(モニタ表示画面の上辺と下辺に平行な方向)に対して傾くため、違和感のある画像が再生される。つまり、鏡筒2Rと鏡筒2Lの距離Dを調整するために回転基準位置にある鏡筒2Rを軸部20の周りに回転すると、CCD14の横方向が水平面に対して傾く。そして、この傾いたCCD14からの画像データをそのままモニタ表示画面に再生すると、上述のように違和感のある画像が再生されてしまう。
【0053】
そこで、画像演算プロセッサ232では、CCD14の画像データについて図10を参照しながら説明する補正を行い、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きの程度が小さくなるようにする。つまり、水平面に対して傾いたCCD14の撮像面(実線にて描画)から、水平面と平行な辺を有する点線で示す矩形の画像14Aを切り出す画像の切り出し処理を行う。そして、この画像14Aの画像データを、モニタ表示画面に表示するための補正された画像データとするものである。
【0054】
画像14Aの切り出し処理は次のように行う。
【0055】
まず、CCD14の撮像面の中心M(撮像面の対角線の交点)と左上角の画素14Bを結ぶ仮想線Tを、導電パターン21Aから出力される信号に対応した角度(鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心にとして回転された回転角度、すなわち鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転した回転角度の半分の角度)だけ、中心Mの回りに反時計方向に回転させる。
【0056】
そして、この仮想線TがCCD14の撮像面の左側の辺と交差した位置にある画素Aを画像14Aの左上角の画素とする。この画素Aを座標基点(1,1)として、この座標基点を4角形の画像14Aの頂角の一つとし、かつ、CCD14の撮像エリアに内接する四角形の撮像エリアを画像14Aとして切り出す。
【0057】
仮想線Tの回転は、この実施の形態では、次のような考えた方を採用して実施される。すなわち導電パターン21Aからの信号が、接触パターンθ0の信号であるとき、つまり、鏡筒2Rが、回転基準位置から軸部20の周りに、軸部20に対して相対的に回転した角度が8度以内の場合は、鏡筒2Rは、回転基準位置からから回転されていないものとみなす。すなわち、接触パターンθ0の信号(上述の4ビットの信号では「0000」)は、鏡筒2Rが回転基準位置から回転されていないことを示す信号として出力される。したがって、仮想線Tは回転させずに、CCD14に撮像された画像データをそのままモニタ表示画面の画像データとする。
【0058】
接触パターンがθ1からθ7のときの信号は、上述のように鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心として回転された回転角度を表す信号として出力される。つまり、接触パターンθ1からθ7の信号は、各接触パターンがカバーする鏡筒2Rの軸部20に対する相対的な回転角度の範囲の中間の角度の半分の角度だけ、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を中心に回転された信号として出力される。
【0059】
したがって、例えば、鏡筒2Rが、回転基準位置から軸部20に対して相対的に8度から16度の範囲内に回転されている場合は、導電パターン21Aから出力される接触パターンθ1の信号は、鏡筒2Rが8度から16度の中間の12度の半分の6度だけ回転基準位置から軸部20を回転中心して回転された信号として出力される。つまり、鏡筒2Rは、回転基準位置から軸部20に対して相対的に8度と16度の範囲に回転されている場合は、その中間に回転されているものとみなすこととしている。そして、接触パターンθ1の信号は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心として12度の半分の6度回転されたこととする信号となっている。すなわち、接触パターンθ1の信号である上述の4ビットの信号「1111」は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心に6度回転されていることを示す信号として出力される。したがって、導電パターン21Aからの接触パターンθ1の信号であるときは、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心にして6度回転されたとして、仮想線Tを6度回転させる。
【0060】
また、鏡筒2Rが、回転基準位置から軸部20に対して相対的に16度から24度の範囲内に回転されている場合は、導電パターン21Aから出力される接触パターンθ2の信号は、鏡筒2Rが16度から24度の中間の20度の半分の10度だけ回転基準位置から軸部20を回転中心して回転された信号として出力される。つまり、鏡筒2Rは、回転基準位置から軸部20に対して相対的に16度と24度の範囲に回転されている場合は、その中間に回転されているものとみなすこととしている。そして、接触パターンθ2の信号は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心として20度の半分の10度回転されたこととする信号となっている。すなわち、接触パターンθ2の信号である上述の4ビットの信号「1110」は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心に10度回転されていることを示す信号として出力される。したがって、導電パターン21Aからの接触パターンθ2の信号であるときは、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心にして10度回転されたとして、仮想線Tを10度回転させる。
【0061】
以下同様に、接触パターンがθ3のとき(上述の4ビットの信号が「1101」のとき)は仮想線Tを14度、接触パターンがθ4のとき(上述の4ビットの信号が「1100」のとき)は仮想線Tを18度、接触パターンがθ5のとき(上述の4ビットの信号が「1011」のとき)は仮想線Tを22度、接触パターンがθ6のとき(上述の4ビットの信号が「1010」のとき)は仮想線Tを26度、接触パターンがθ7のとき(上述の4ビットの信号が「1001」のとき)は仮想線Tを30度回転させる。
【0062】
以上のように、画像14Aは、対角線が、CCD14の撮像面の対角線に対し、鏡筒2Rと一体に軸部20を中心に回転する観察光学系3Rの回転基準位置からの回転角度に基づいて回転された画像となっている。
【0063】
なお、仮想線Tの回転角度を、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転された角度の半分とするのは、次の理由による。
【0064】
前述したように、眼鏡装置1を水平にした状態を保ちながら、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転させると、軸部20に固定されている鏡筒2Lも見かけ上、軸部20の周りに回転する。そのため、CCD14の横方向が水平面に対して傾く角度は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転した回転角度の半分となるからである。
【0065】
なお、上述の例では鏡筒2Rは、接触パターンで検出される回転範囲の中間の位置に回転されているものとみなして、仮想線Tの回転角度を決定していたが、鏡筒2Rが、各回転範囲の最大の値、あるいは最小の値などの回転位置に回転されているものとみなして、この角度に基づいて仮想線Tの回転角度を決定してもよい。
【0066】
本実施の形態では、鏡筒2Rの回転位置の検出を導電パターン21Aの接触パターンθ0からθ7の8段階としているため、仮想線Tの回転角度と実際の鏡筒2Rの回転角度とが一致しない場合がある。
【0067】
そのため、画像14Aをモニタ表示画面に表示したときに、表示された画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向とが正確に平行にならない場合がある。しかしながら、本実施の形態のように、鏡筒2Rの軸部20を中心にした回転基準位置からの回転角度を0度、6度、10度、14度、18度、22度、26度、30度のように、数度の精度で検出できれば、画像の鑑賞には大きな違和感はない。
【0068】
すなわち、実際の水平面との差は、2度または4度であり、大きな差としては現れてこない。つまり、鏡筒2Rの軸部20を回転中心とした回転基準位置からの実際の回転角度が0度から4度の範囲にあるときは、鏡筒2Rの回転基準位置からの回転角度を0度として検出するため、仮想線Tの回転角度と鏡筒2Rの回転角度との差は、最大で4度である。
【0069】
また、鏡筒2Rの軸部20を回転中心とした回転基準位置からの実際の回転角度が4度から8度の範囲にあるときは、鏡筒2Rの回転基準位置からの回転角度を6度として検出するため、仮想線Tの回転角度と鏡筒2Rの回転角度との差は、最大で2度である。
【0070】
鏡筒2Rの以降の回転範囲、つまり鏡筒2Rの軸部20を回転中心とした回転基準位置からの実際の回転角度が8度から12度、12度から16度、16度から20度、20度から24度、28度から32度の範囲においても同様に、仮想線Tの回転角度と鏡筒2Rの回転基準位置からの実際の回転角度との差は、最大で2度である。
【0071】
なお、導電パターン21Aと接触子22との接触パターンを増やしたり、回転角検出手段としてボリューム等を利用して、鏡筒2Rの回転基準位置からの回転角を精度高くあるいは連続的に検出することにより、モニタ表示画面に表示された画像14Aの水平方向とモニタ表示画面の横方向とのなす角を、より小さくし、さらには一致させることができる。また、画像データの補正に際しては、単純補間法、バイキュービック法といった画像処理補間手法を併用してもよい。
【0072】
画像演算プロセッサ232で補正された画像データは、画像メモリ26に記録される。そして、この記憶された画像データは、外部接続端子27を介して、図示外のモニタ表示画面に表示することができる。なお、モニタ表示画面に画像を表示する際にコンピュタを介して、画像の色調などを補正して表示することもできる。
【0073】
CCD14から切り出された画像14Aのアスペクト比(画像の縦横比)は、CCD14の撮像面のアスペクト比と一致していない。また、切り出された画像はCCD14の画素数より少なくなっている。そのため、画像演算処理装置23では、モニタ表示画面に表示される画像のアスペクト比と表示画素数を、CCD14の画像と同じアスペクト比と画素数と同じになるように、画像データを補正する伸張補間処理を行ったあと、画像メモリ26に記憶を行う。もちろん、伸張補間処理を行うことなく画像メモリ26に記憶してもよい。
【0074】
次に画像演算処理装置23における画像データの処理について図11を参照しながら説明する。
【0075】
CCD14から出力された画像データは、アナログ信号処理部231において、A/D変換されて画像演算プロセッサ232に出力される。
【0076】
この画像演算プロセッサ232は、A/D変換された画像データを露出制御演算、ホワイトバランス処理、ガンマ処理などを行い、一時保存メモリ233に出力する。この一時保存メモリ233は、画像演算プロセッサ232から出力された画像データを加工するために一時的に保存する役目を果たしている。
【0077】
次いで画像演算プロセッサ232は、一時保存メモリ233から画像データを読み出し、導電パターン21AからのCCD14の横方向の水平面に対する角度(鏡筒2Rの回転基準位置からの軸部20を回転中心として回転された回転角度)に関する信号に基づき画像14Aの切り出し処理を行う。この切り出し処理によって得られた画像14Aの画像データは、画像メモリ26に記憶される。
【0078】
伸張補間処理を行う場合には、切り出し処理を行った後、画像14Aの画像データを再び一時保存メモリ233に記憶し、画像演算プロセッサ232で伸張補間処理を行った後、画像メモリ26に記憶する。
【0079】
CCD14とアナログ信号処理部231とは、タイミング発生器234により画像データの転送のタイミングが計られている。
【0080】
なお、画像演算プロセッサ232から画像メモリ26に画像データを記憶するときに、画像データを圧縮処理してから保存してもよい。また、画像14Aの切り出し処理や伸張補間処理を行う際に、実時間で画像の切り出しや伸張補間処理をすることが可能なシステムを採用した場合には、一時保存メモリ233を用いることなく直接画像メモリ26に記憶することができる。
【0081】
一方、上記の方法により、画角切り出し処理や伸張補間処理を行う場合に、画素数の多いいわゆる高画素のCCDを採用すると、画素数の増加に伴ってその演算速度が遅くなり、また、一時保存メモリ233に大きな記憶容量が要求される。そのため、CCD14の画像データをパソコン等の外部の演算手段に転送して、これらの処理を行う手段を採ることもできる。この場合、外部の演算手段が画像補正手段を有するものとする。外部の演算手段が処理に必要なデータは、CCD14の出力の水平方向の画素数、垂直方向の画素数、ならびに鏡筒2Rの軸部20の周りの回転角度に関するデータ等である。外部の演算手段では、これらのデータに基づいて、画像の切り出し処理や伸張補完処理を行う。
【0082】
なお、デジタルカメラの技術においては、一般に採用されている画像データフォーマットは、画像データの他に、例えば、シャッタスピードや絞りのデータ等の画像に関する様々なデータを記録するために、ファイル内にこれらのデータを同時に保存する仕組みが備えられている。
【0083】
そこで、この仕組みと同じように、鏡筒2Rの回転基準位置からの回転角度(CCD14の横方向が水平面に対して傾いている角度)に関するデータも付随情報としてファイル内に埋め込むことが可能である。
【0084】
CCD14で撮像された画像に対して、回転した画像を得る手段としては、上述した切り出し処理による方法の他に、CCD14で撮像された画像を回転処理する方法がある。この回転処理は、例えば次のように行う。CCD14で撮像された画像の各画素について、画素の位置を、撮像面の中心を回転中心にして、導電パターン21Aから出力される信号に対応した角度(鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を中心として回転させられた角度)だけ回転させたときの位置に変換する補正を行う。そして、この回転処理された画像データをモニタ表示画面に表示するための補正された画像データとするものである。
【0085】
回転処理された画像データをそのままモニタ表示画面に表示すると、画像データのない部分がモニタ表示画面に形成されてしまうことがある。つまり、画像が回転処理されると、撮像エリアの外周と回転処理された後の画像の外周との間に画像データがない部分が生じ、この部分が、モニタ表示画面に表示されてしまうことになる。
【0086】
そのため、回転処理された後の画像に、四角形の画像エリアを設定し、このエリア内の画像データをモニタ表示画面に表示するための、補正された画像データとしてもよい。この四角形の画像エリアの横方向は、CCD14の横方向に対して、導電パターン21Aから出力される信号に対応した角度を有するように設定される。つまり、四角形の画像エリアの画像は、CCD14で撮像された画像に対して、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心にして回転された角度だけ回転した画像となっている。
【0087】
回転処理された画像データをそのままモニタ表示画面側に送り、モニタ表示画面側で、モニタ表示画面の横方向に平行な辺を有する四角形の画像エリアを設定し、この画像エリアの画像だけをモニタ表示画面に表示するようにしてもよい。
【0088】
ところで、観察光路Rの光路外に退避した位置に在る撮像ユニット13の前方には、鏡筒2Rの内側に、正立光学系3Rbと撮像ユニット13とにより囲われた空間28が形成される。この空間28内に双眼鏡装置1の電源となる電池29が配設される。
【0089】
また、鏡筒2Lの内側には、正立光学系3Lbとの間に空間30が形成されている。この空間30内に画像演算処理装置23が実装されるプリント基板31、画像メモリ26が実装されるプリント基板32および制御回路32が配設される。この制御回路33は、CCD14や画像演算処理装置23などといった双眼鏡装置1の動作を制御している。
【0090】
なお、撮像手段としては、本実施の形態で示したCCD14以外にC−MOS(相補金属酸化半導体)を用いることができる。
【0091】
次に図12および図13を参照しながら、本発明の第2の実施の形態の双眼鏡装置について説明する。なお、この第2の実施の形態の双眼鏡装置は、回転検出手段のみが、異なり、他の構成は、第1の実施の形態と同様となっている。このため、そう回転角度検出手段についてのみその構成を説明する。その他の構成は、省略または簡略化することとする。
【0092】
この回転角検出手段は、十字の基準線34Aを有する指標板34と、導電パターン35と、接触子36とから構成される。指標板34は、鏡筒2Lに支持されている回転筒37に保持されている。この回転筒37は、この回転筒37の中心と光軸XLとが一致していて、鏡筒2Lに対して光軸XLの周りに後述する回転つまみ37Aの操作によって回転できるようになっている。さらに導電パターン35は、回転筒37の側面に設けられている。
【0093】
接触子36は、一端が鏡筒2Lに固定され、他端が導電パターン35に摺動できるように接している。回転筒37を上方から見た図13から判るように、回転筒37が回転されると、導電パターン35と接触子36は、上述の導電パターン21Aと接触子22と同じように、回転位置に応じて接触パターンが異なるようになっている。
【0094】
指標板34は、双眼鏡装置1が水平な状態で、鏡筒2Rが回転基準位置に在るときに、回転筒37を時計回り(観察者側から観て)に回し切った状態となる。そして、そのときに、基準線34Aである十字線の縦線と横線が、それぞれ水平面および鉛直面に平行になるように回転筒37に保持されている。
【0095】
鏡筒2Rと鏡筒2Lの間隔を観察者の両眼の間隔に合わせるために、双眼鏡装置1を水平にした状態を保ちながら、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転させると、指標板34は、その位置を維持しつつ見た目上は軸部20の周りに回転する。そして、基準線34Aは、鏡筒2Rが軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転した回転角度の半分の角度だけ水平面に対して傾く。
【0096】
水平面に対して傾いた基準線34Aが水平面および鉛直面に平行になるように、回転筒37を回転させる。回転筒37には回転つまみ37Aが備えられている。この回転つまみ37Aは、鏡筒2Lの外側から操作できるようになっていて、回転つまみ37Aを回転操作することにより、回転筒37を回転することができるようになっている。
【0097】
回転つまみ37Aを回転操作して回転筒37を回転させると、回転筒37の周りに備えられた導電パターン35と接触子36の接触位置が変位する。そして、導電パターン35からは、水平面および鉛直面に対して傾いた基準線34Aが水平面および鉛直面に平行になるまで回転筒37を回転させた角度に対応した信号が出力される。
【0098】
回転筒37を回転させた角度は、CCD14の横方向が水平面に対して傾いている角度と等しい。画像演算プロセッサ232において、この信号に基づいて、画像14Aの切り出し処理を行う。この画像14Aの画像データが、モニタ表示画面に表示される補正された画像データとなる。もちろん、導電パターン35からの信号に基づいて、画像の回転処理を行い、この処理によって補正された画像データを、モニタ表示画面に画像を表示するための画像データとしてもよい。
【0099】
なお、撮影された画像の枚数は液晶表示部38に表示される。またモードボタン39は、室内撮影や屋外撮影等の撮影モードの切り替えボタンである。
【0100】
以上説明した各実施の形態において、接触子22および接触子36が、エンコーダの信号入力側に設定され、導電パターン21Aおよび導電パターン35が信号出力側に設定されている。しかし、導電パターン21Aおよび導電パターン35を信号入力側とし、接触子22および接触子36を信号出力側として構成してもよい。
【0101】
また、鏡筒2Rと鏡筒2Lの回転位置をクリック機構により、特定の回転位置に位置決めされる構造とし、この位置決めされる位置で、鏡筒2Rと鏡筒2Lの回転基準位置からの回転角度を検出するようにしてもよい。このようにすると、検出された角度と、鏡筒2Rと鏡筒2Lの回転基準位置からの実際の回転角度とが一致する。そのため、切り出し処理された画像14Aあるいは回転処理された画像が表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向とが常に平行となる画像を鑑賞することができる。
【0102】
また、回転角検出手段をボリューム等で構成し、鏡筒2Rの回転角度を連続的にアナログ的に検出するようにすれば、切り出し処理された画像14Aあるいは回転処理された画像が表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向とが常に平行となる画像を鑑賞することができる。
【0103】
また、接触子22は、上記第1の実施の形態においては、鏡筒2Rに取り付けられているが、鏡筒2Lに取り付けてもよい。また、指標板34、導電パターン35、接触子36および回転筒37についても、上記実施の形態においては鏡筒2Lの側に備えているが、これらを鏡筒2Rの側に備えてもよい。
【0104】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、撮像素子を備える観察光学系が軸の周りに回転しても、切り出し処理された画像は、画像の中の水平方向が水平面に対して傾く角度は、観察光学系が回転した角度に比べて小さくすることができる。そのため、この画像をモニタ表示装置に表示したときにも、表示画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の外観を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の内部の構造を示す平面である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の撮像手段の動作を説明するための内部構成側面図で、撮像ユニットが観察光学系Rから(光軸XR)から退避した状態を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の撮像手段の動作を説明するための内部構成側面図で、撮像ユニットが観察光学系Rから(光軸XR)に入り込み、第1結像面位置にCCDが挿入された状態を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の撮像手段の動作を説明するための後方から見た図で、撮像ユニットが、観察光学系Rから(光軸XR)退避した状態を示す図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の撮像手段の動作を説明するための後方から見た図で、撮像ユニットが観察光学系Rから(光軸XR)に入り込み、第1結像面位置にCCDが挿入された状態を示す図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の鏡筒を回転させた状態を示す図で、後方から見た図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の回転角検出手段を示す図で、後方から見た図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の導電パターン部を示す図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の画像データの補正方法を説明するための図である。
【図11】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の画像データの補正を行う画像演算処理装置の構造を示す図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態に係る双眼鏡装置の回転角検出手段を示す図で、要部を後方から見た図である。
【図13】本発明の第2の実施の形態に係る双眼鏡装置の回転角検出手段を上方から見た平面図である。
【符号の説明】
1 双眼鏡装置
R 観察光学系3Rの観察光路(光路)
L 観察光学系3Lの観察光路(光路)
3R 右側の観察光学系
3L 左側の観察光学系
14 CCD(撮像素子)
20 軸部 (軸)
21A 導電パターン
22 接触子
232 画像演算プロセッサ(画像補正手段)
34 指標体
35 導電パターン
36 接触子
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a binocular device. More specifically, the present invention relates to a binocular device having a built-in imaging unit for capturing observation light captured by an observation optical system of the binocular device.
[0002]
[Prior art]
When observing an observation target such as a distant scenery or a building with a binocular device, there is a case where it is desired to record the observation target as an image. As a binocular device satisfying such a demand, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-64740) or Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-12851) discloses a binocular device having an imaging function. Have been.
[0003]
The binocular device having the imaging function is configured such that observation light at a first imaging plane position of one observation optical system is captured by an imaging element.
[0004]
In addition, the binocular device holds a pair of left and right observation optical systems rotatably around a shaft disposed in the middle of these optical systems. By rotating the observation optical system around the axis, the distance between the left and right observation optical systems can be changed. For this reason, a person (observer) using the binocular device can rotate the observation optical system around the axis to adjust the distance between the left and right observation optical systems to the distance between both eyes.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-64740 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laying-Open No. 11-112852 (FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a binocular device equipped with an image sensor, when the observation optical system is rotated around the axis, the image sensor also rotates around the axis together with the observation optical system, and is moved in the lateral direction of the image sensor (upper side of the image sensor). Direction parallel to the lower side) is inclined with respect to the horizontal plane. Therefore, when the image of the observation object captured by the image sensor is reproduced on the monitor display screen as it is, the horizontal direction of the displayed image is the horizontal direction of the monitor display screen (the direction parallel to the upper side and the lower side of the monitor display screen). This results in an image with a sense of incongruity that is inclined with respect to.
[0007]
In view of this, the present invention provides a liquid crystal display device in which, when the observation optical system is rotated around an axis and an image is captured in a state where the lateral direction of the image sensor is inclined with respect to a horizontal plane, the horizontal direction of an image displayed on a monitor display screen is reduced. It is an object of the present invention to provide a binocular device that corrects image data of an image sensor so that a tilt between a direction and a horizontal direction of a monitor display screen is reduced.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the binocular device according to the first aspect, the left and right observation optical systems are relatively rotatable about an axis parallel to the optical axis of these observation optical systems, and at least one of the observation optical systems captures observation light. In a binocular device including an image sensor, a rotation angle detecting unit that detects a rotation angle of one observation optical system including the image sensor from a rotation reference position, and an image correcting unit that corrects image data of an image captured by the image sensor And correcting the image data by converting an image based on the corrected image data into an image obtained by rotating the image captured by the image sensor by the rotation angle detected by the rotation angle detecting unit. It is characterized by being. By configuring the binocular device in this way, the angle of inclination of the horizontal direction of the image of the monitor display screen displayed based on the corrected image data with respect to the horizontal plane, the rotation angle from the rotation reference position of the observation optical system It can be made smaller than. That is, even when the observation optical system is rotated around the axis and the image sensor is inclined, the inclination between the horizontal direction of the image displayed on the monitor display screen and the horizontal direction of the monitor display screen is reduced. Can be.
[0009]
3. The binocular device according to claim 2, wherein, in the image correction unit, the image data is corrected such that the diagonal line has an angle of the rotation angle detected by the rotation angle detection unit with respect to a diagonal line of the imaging surface of the imaging element. Is a process of cutting out an image cut out from the imaging surface of the image sensor. By configuring the binoculars in this manner, the angle of inclination of the horizontal direction of the image on the monitor display screen displayed based on the image data of the image that has been cut out from the horizontal plane, from the rotation reference position of the observation optical system Can be made smaller than the rotation angle of. That is, even when the observation optical system is rotated around the axis and the image sensor is inclined, the inclination between the horizontal direction of the image displayed on the monitor display screen and the horizontal direction of the monitor display screen is reduced. Can be.
[0010]
In the binocular device according to the third aspect, for the image correction unit, the correction of the image data is a rotation process of an image that rotates an image captured by the imaging element by an angle of the rotation angle detected by the rotation angle detection unit. It is characterized by the following. By configuring the binocular device in this manner, the angle of inclination of the horizontal direction of the image on the monitor display screen displayed based on the image data of the image subjected to the rotation processing with respect to the horizontal plane, from the rotation reference position of the observation optical system Can be made smaller than the rotation angle of. That is, even when the observation optical system is rotated around the axis and the image sensor is inclined, the inclination between the horizontal direction of the image displayed on the monitor display screen and the horizontal direction of the monitor display screen is reduced. Can be.
[0011]
The binocular device according to a fourth aspect is characterized in that the rotation angle detecting means is an encoder. By configuring the binocular device in this manner, the rotation angle can be detected with a simple configuration.
[0012]
The binocular device according to claim 5, wherein the encoder has a conductive pattern portion provided on the shaft side and a contact that rotates according to the rotation of the observation optical system while being in contact with the conductive pattern portion. And By configuring the binocular device in this way, the encoder can have a simple configuration.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the binocular device, wherein the rotation angle detecting means is rotatably provided around one of the left and right observation optical systems with the optical axis as a rotation axis, and is rotated according to the rotation of the reference body. And an encoder provided on the side of the lens barrel holding the observation optical system provided with the indicator and having a contact for contacting the conductive pattern portion. By configuring the binocular device in this manner, by rotating the indicator, the rotation angle of the observation optical system including the image sensor from the rotation reference position can be detected.
[0014]
In the binocular device according to the seventh aspect, the left and right observation optical systems are relatively rotatable around an axis parallel to the optical axis of these observation optical systems, and at least one of the observation optical systems captures observation light. In a binocular device including an image sensor, when the image sensor rotates with respect to a horizontal plane, a process of receiving a signal that detects the rotation and cutting out an image surrounded by a frame parallel to the horizontal plane from an image captured by the image sensor. And an image correcting means for performing By configuring the binocular device in this way, even if the observation optical system including the imaging element rotates around the axis, the image that has been cut out is such that the horizontal direction in the image is horizontal with respect to the horizontal plane. I have. Therefore, even when this image is displayed on the monitor display device, the horizontal direction of the display image and the horizontal direction of the monitor display screen are parallel.
[0015]
According to a binocular device according to an eighth aspect, in the binocular device according to any one of the first to seventh aspects, the imaging unit includes: a first imaging plane position of one observation optical system; It is characterized by being displaced from the optical path of the optical system to a retracted position retracted. By configuring the binoculars in this manner, the observation optical system can be used for both imaging and observation in which the observer directly observes the observation target.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 12 and 13 show a second embodiment of the present invention. First, a binocular device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 1 shows an appearance of a binocular device 1 according to a first embodiment of the present invention. 2 to 11 show the internal structure of the binocular device 1.
[0018]
In the following description, the observation object side of the binoculars apparatus 1 is referred to as the front, and the observer side is referred to as the rear. Then, the description will be made assuming that the right hand side is the right side and the left hand side is the left side when viewing the front from the rear. That is, in FIGS. 1 to 4, the left direction in the drawing is the front, and the right direction is the rear. 5 to 8, the binocular device 1 is depicted as a view from the rear side.
[0019]
The binocular device 1 has an outer shell formed by a housing 2, and the housing 2 includes a pair of left and right lens barrels 2R and 2L. As shown in FIG. 2, the observation optical system 3R is held in the lens barrel 2R, and the observation optical system 3L is held in the lens barrel 2L.
[0020]
The observation optical system 3R includes an objective optical system 3Ra, an erecting optical system 3Rb, and an eyepiece optical system 3Rc. The other observation optical system 3L also includes an objective optical system 3La, an erecting optical system 3Lb, and an eyepiece optical system 3Lc.
[0021]
Observation light from an observation object existing in front of the binoculars apparatus 1 is incident on the left and right objective optical systems 3Ra and 3La, respectively, passes through the erecting optical systems 3Rb and 3Lb, and is emitted from the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc. When the observer looks into the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc with the left and right pupils, respectively, the observer can perform binocular observation of the observation target.
[0022]
The observation light that has entered the objective optical system 3Ra once forms an image on the first imaging plane position Ma located between the erecting optical system 3Rb and the eyepiece optical system 3Rc, and the observation light that has entered the other objective optical system 3La. Light also forms an image once on the first image plane position Mb located between the erecting optical system 3Lb and the eyepiece optical system 3Lc. The observation light focused on the first imaging plane positions Ma and Mb passes through the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc and exits backward. The focal positions of the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc serving as convex lenses are made to coincide with the first imaging plane positions Ma and Mb, respectively. Therefore, the observer observes the observation light focused on the first image plane positions Ma and Mb by enlarging the observation light with the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc.
[0023]
The erecting optical systems 3Rb and 3Lb serve to form an image that is inverted left and right and up and down by the objective optical systems 3Ra and 3La in an upright state at the first imaging plane positions Ma and Mb. . For example, it is configured by combining a Porro prism that inverts an image upside down and a Porro prism that inverts an image left and right.
[0024]
Here, the optical axis of the observation optical system 3R is XR, the optical axis of the observation optical system 3L is XL, the optical path of the observation optical system 3R is an observation optical path R, and the optical path of the observation optical system 3L is an observation optical path L. Give an explanation.
[0025]
When the adjustment knob 5 of the focus adjustment device 4 is rotated in the left-right direction, that is, in the direction of the arrow shown in FIG. 1, the objective optical systems 3Ra and 3La correspond to the optical axis XR and the optical axis XL, respectively. Displaces back and forth along In other words, by rotating the adjustment knob 5 to displace the objective optical systems 3Ra and 3La back and forth, the observation light from the observation target at an arbitrary distance from the binoculars apparatus 1 is transmitted to the objective optical systems 3Ra and 3La. An image can be formed on the first imaging plane positions Ma and Mb.
[0026]
The focus adjustment device 4 includes the above-described adjustment knob 5, an objective optical system holder 6 that holds the objective optical systems 3Ra and 3La, and a support 2a that supports the adjustment knob 5 on the housing 2. The objective optical system holder 6 has circular objective optical system holding frames 7 and 8 for holding the objective optical systems 3Ra and 3La, respectively, and has a spectacle frame shape when viewed from the front or the rear. . The objective optical system holding frame 7 and the objective optical system holding frame 8 are connected by a connecting portion 9.
[0027]
On the front surface of the adjustment knob 5, a screw shaft 10 having a screw portion formed on the outer periphery is provided integrally with the adjustment knob 5. The adjusting knob 5 is supported by the support 2a so that the screw shaft 10 provided integrally is parallel to the optical axes XR and XL. The screw shaft 10 and the connecting portion 9 are screwed together, and when the adjustment knob 5 is rotated in the direction of the arrow shown in the figure, the objective optical system holder 6 is rotated by the rotation of the adjustment knob 5 while being led by the screw shaft 10. In response to Therefore, as described above, it is possible to displace the objective optical systems 3Ra and 3La by rotating the adjustment knob 5 so that the observation light from the observation target forms an image on the first imaging plane positions Ma and Mb. it can.
[0028]
The right side of the objective optical system holding frame 7 is guided by a guide portion 11 formed in the lens barrel 2R. The left side of the objective optical system holder 8 is guided by a guide portion 12 formed in the lens barrel 2L. That is, the objective optical system holder 6 is guided by the guide portions 11 and 12 so as to be movable only in the front-rear direction. Therefore, since the objective optical system holder 6 is guided by the guides 11 and 12, when the adjustment knob 5 is rotated, it is dragged by the rotation of the screw shaft 10 and rotates around the screw shaft 10. Without displacement, it can be displaced along the optical axes XR and XL.
[0029]
The binoculars apparatus 1 includes an imaging unit 13 that captures observation light that forms an image at a first imaging plane position Ma of the observation optical system 3R. The imaging unit 13 includes a charge-coupled device (hereinafter referred to as a CCD) 14 as imaging means, a printed board 15 on which the CCD 14 is directly mounted, and a CCD support plate 16 to which the printed board 15 is attached. ing.
[0030]
A guide groove 17 extending in a direction perpendicular to the optical axis XR is formed on the upper surface of the lens barrel 2R. A guide projection 16 a that engages with the guide groove 17 is provided on the upper edge of the CCD support plate 16. The upper end of the guide projection 16a penetrates the guide groove 17 and protrudes from the upper surface of the lens barrel 2R, and is formed as an operation portion 16b of the CCD support plate 16. By sliding the operation portion 16b along the guide groove 17, the CCD 14 can be displaced right and left.
[0031]
FIG. 3 shows a state where the CCD 14 is at a position retracted from the observation optical path R so as not to block the observation light. When the imaging unit 13 is in this state, the observation light is guided to the eyepiece optical system 3Rc and enters the observer's eye. That is, when the observer looks into the eyepiece optical system 3Rc, the observer can observe the observation target object via the observation optical system 3R.
[0032]
On the other hand, FIG. 4 shows a state where the CCD 14 is inserted into the observation optical path R and inserted at a position overlapping the first imaging plane position Ma. When the imaging unit 13 is in this state, observation light is formed on the imaging surface of the CCD 14 via the objective optical system 3Ra and the erecting optical system 3Rb.
[0033]
A convex portion 16c (see FIG. 5) is formed at the upper edge of the CCD support plate 16. As shown in FIG. 5, a concave portion 18 and a concave portion 19 that engage with the convex portion 16c are formed on the inner surface of the lens barrel 2R. When the CCD supporting plate 16 is at a position retracted from the observation optical path R as shown in FIGS. 3 and 5, the convex portion 16c engages with the concave portion 18. When the CCD support plate 16 is located at a position overlapping the first imaging plane position Ma as shown in FIGS. 4 and 6, the convex portion 16 c engages with the concave portion 19. The convex portion 16c engages with the concave portion 18 and the concave portion 19 and is positioned and fixed. Therefore, when the CCD support plate 16 is at a position retracted from the observation optical path R shown in FIG. When the binocular device 1 is tilted or vibrated when it is at the position inserted into the imaging plane position Ma (the position overlapping the first imaging plane position Ma), the CCD support plate 16 moves in the left-right direction. Nothing.
[0034]
The engagement between the convex portion 16c and the concave portions 18 and 19 corresponds to a so-called click mechanism.
[0035]
To change the imaging unit 13 from the state shown in FIG. 3 to the state shown in FIG. 4, the operation unit 16b is slid leftward. At this time, the sliding operation of the operation portion 16b is performed against the engaging force between the convex portion 16c and the concave portion 18 of the CCD support plate 16.
[0036]
The lens barrel 2R and the lens barrel 2L are attached to a shaft 20 which is an axis equidistant from and parallel to the optical axis XR and the optical axis XL. The shaft portion 20 is formed on the same shaft as the screw shaft 10, but is a member independent of each other. That is, the screw shaft 10 can be rotated by rotating the adjustment knob 5 independently of the shaft portion 20.
[0037]
The lens barrel 2L is fixedly attached to the shaft section 20. On the other hand, the other lens barrel 2 </ b> R is attached so as to be rotatable around the shaft portion 20. Therefore, as shown by the solid line and the dotted line in FIG. 7, when the lens barrel 2R is rotated around the shaft portion 20, the angle at which the lens barrel 2R and the lens barrel 2L sandwich the shaft portion 20 changes, and the eyepiece optical system 3Rc The distance D between the optical axes of 3Lc can be changed. The observer can adjust the distance D to the distance between the eyes of the observer by rotating the lens barrel 2R around the shaft portion 20.
[0038]
The normal usage is that the binocular device 1 is used substantially horizontally. Therefore, the description of the present embodiment describes a case where the binocular device 1 is in a horizontal state.
[0039]
For example, although the state of the solid line and the dotted line in FIG. 7 described above is depicted in the drawing (apparently), the lens barrel 2R and the lens barrel 2L are rotated by the same angle with respect to the shaft portion 20, respectively. Only the lens barrel 2R rotates with respect to the shaft portion 20. That is, in FIG. 7, while rotating the lens barrel 2R clockwise (rightward as viewed from the rear), the binocular device 1 rotates the lens barrel 2R around the shaft 20 around the shaft 20. It is rotated counterclockwise (leftward when viewed from behind) by half the rotation angle. Therefore, it appears that the lens barrel 2R and the lens barrel 2L rotate by the same angle about the shaft portion 20 in opposite directions around the shaft 20 while the binocular device 1 is kept horizontal.
[0040]
With the binocular device 1 kept horizontal, the lens barrel 2R is fully rotated counterclockwise around the shaft 20, that is, the angle at which the lens barrel 2R and the lens barrel 2L sandwich the shaft 20 is the largest. In this state, the CCD 14 is mounted in the lens barrel 2R such that the lateral direction of the CCD 14 (the direction parallel to the upper and lower sides of the CCD 14) is parallel to the horizontal plane.
[0041]
In the following description, when the binocular device 1 is in a horizontal state, a rotation position about the axis portion 20 of the lens barrel 2R in which the lateral direction of the CCD 14 is parallel to the horizontal plane is referred to as a rotation reference position of the lens barrel 2R.
[0042]
As shown in FIG. 8, a semi-cylindrical conductive pattern attachment 21 is attached to the shaft 20. A conductive pattern 21A having the pattern shown in FIG. 9 is provided on the cylindrical surface of the conductive pattern mounting body 21. The conductive pattern 21 </ b> A shown in FIG. 9 shows a state in which what is provided along the cylindrical surface of the conductive pattern mounting body 21 is developed into a plane.
[0043]
The conductive pattern 21A is provided with a pattern row of four conductive portions. That is, the first conductive part pattern row 21Pa having the longest one conductive part 21a at the uppermost part in FIG. 9, and the second conductive part pattern having one half of the conductive part 21b of approximately half length below the first conductive part pattern row 21Pa. A row 21Pb has a third conductive section pattern row 21Pc having two conductive sections 21c spaced below it, and a fourth conductive section having four conductive contact sections 21d spaced below at the bottom. A pattern row 21Pd is provided.
[0044]
A contact 22 that is in contact with each of the conductive part pattern rows 21Pa, 21Pb, 21Pc, 21Pd of the conductive pattern 21A is attached to the lens barrel 2R. When the lens barrel 2R rotates around the shaft portion 20, the contact 22 also rotates around the shaft portion 20 together with the lens barrel 2R, and slides on the peripheral surface of the conductive pattern mounting body 21 along the circumferential direction. That is, when the lens barrel 2R is rotated around the shaft portion 20, the contact 22 slides on the conductive pattern 21A shown in FIG.
[0045]
The contact 22 has four contacts 22A, 22B, 22C, 22D. The contact 22A corresponds to the first conductive part pattern row 21Pa, the contact 22B corresponds to the second conductive part pattern row 21Pb, the contact 22C corresponds to the third conductive part pattern row 21Pc, and the contact 22D. Corresponds to the fourth conductive part pattern row 21Pd. Therefore, when the contact 22 moves the conductive pattern 21A in the left-right direction, the contact 22A, 22B, 22C, 22D and the conductive part pattern row 21Pa, 21Pb, 21Pc, 21Pd of the conductive pattern 21A are contacted or not. The pattern changes. In the present embodiment, the contact patterns between the conductive part pattern rows 21Pa, 21Pb, 21Pc, 21Pd of the conductive pattern 21A and the contacts 22A, 22B, 22C, 22D are θ0, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, There are eight contact patterns of θ7.
[0046]
The length of each of the conductive portions 21a, 21b, 21c, 21d is 7: 4: 2: 1. Therefore, the first to fourth conductive part pattern rows 21Pa, 21Pb, 21Pc, 21Pd are considered as four bits, and each conductive part 21a, 21b, 21c, 21d and each contact 22A, 22B, 22C, 22D are formed. When each bit is determined to be “1” when touched, θ0 is “0000”, θ1 is “1111”, θ2 “1110”, θ3 “1101”, θ4 “1100”, θ5 “1011”, θ6. “1010” and θ7 “1001”. That is, in the decimal system, θ0 is = 0, θ1 = 15, θ2 = 14, θ3 = 13, θ4 = 12, θ5 = 11, θ6 = 10, and θ7 = 9.
[0047]
When the lens barrel 2R is rotated around the shaft part 20, the CCD 14 held in the lens barrel 2R also rotates around the shaft part 20. Therefore, when the lens barrel 2R is rotated clockwise around the shaft portion 20 from the rotation reference position while the binocular device 1 is kept horizontal, the right side of the CCD 14 is tilted downward in the lateral direction of the CCD 14. . The rotation angle at which the lens barrel 2R rotates clockwise from the rotation reference position about the shaft 20 as a rotation center is equal to the angle at which the lateral direction of the CCD 14 is inclined with respect to the horizontal plane.
[0048]
As the lens barrel 2R rotates clockwise, the contact 22 slides on the conductive pattern 21A from θ0 to θ7. Then, from the conductive pattern 21A, a signal corresponding to the contact pattern of the contact 22 with the contacts 22A, 22B, 22C, 22D is output to the image operation processing device 23 having the image operation processor 232 as image correction means. The signal output from the conductive pattern 21A is a signal corresponding to the rotation angle at which the lens barrel 2R is rotated clockwise from the rotation reference position around the shaft portion 20 as the center of rotation.
[0049]
In the present embodiment, the lens barrel 2R is rotatable around the shaft 20 by 64 degrees relative to the shaft 20 from the rotation reference position. The correspondence between the rotational position when the lens barrel 2R rotates around the shaft portion 20 and the contact patterns θ0 to θ7 is as follows. When the angle at which the lens barrel 2R is rotated relative to the shaft 20 from the rotation reference position with respect to the shaft 20 is in the range of 0 to 8 degrees, the angle is θ0, and in the range of 8 to 16 degrees, the angle is θ1, 16 In the range of degrees from 24 degrees to θ2, in the range of 24 degrees to 32 degrees is θ3, in the range of 32 degrees to 40 degrees is θ4, in the range of 40 degrees to 48 degrees is θ5, and in the range of 48 degrees to 56 degrees. Corresponds to θ6, and corresponds to θ7 in the range of 56 to 64 degrees.
[0050]
Note that the angle at which the lens barrel 2R can rotate is not limited to 64 degrees, and is appropriately set according to the distance D, the distance between the shaft portion 20, and the optical axis XR and the optical axis XL, and the like. In addition, if the number of contact patterns between the conductive pattern 21A and the contact 22 is increased, highly accurate angle detection can be performed. Further, the range of the angle detected by the contact pattern between the conductive pattern 21A and the contact 22 is uniformly set at every 8 degrees in the above description, but may be non-uniform. In the above example, the position signal is digitally extracted. However, the position may be continuously detected in an analog manner using a volume or the like.
[0051]
When the main switch 24 is turned on to operate the binoculars apparatus 1 and the release button 25 is turned on while the CCD 14 is inserted at the first imaging plane position Ma, image data of an image captured by the CCD 14 is obtained. The image is sent to the image processing unit 23.
[0052]
When the image data of the captured image is reproduced on the monitor display screen as it is when the horizontal direction of the CCD 14 is inclined with respect to the horizontal plane, the horizontal direction (horizontal direction in the image) of the displayed image is changed to the monitor display screen. Is tilted in the horizontal direction (the direction parallel to the upper side and the lower side of the monitor display screen), so that an unnatural image is reproduced. That is, when the lens barrel 2R at the rotation reference position is rotated around the shaft portion 20 to adjust the distance D between the lens barrel 2R and the lens barrel 2L, the lateral direction of the CCD 14 is inclined with respect to the horizontal plane. Then, if the image data from the tilted CCD 14 is reproduced as it is on the monitor display screen, an unnatural image is reproduced as described above.
[0053]
Therefore, the image arithmetic processor 232 performs the correction described with reference to FIG. 10 on the image data of the CCD 14 so that the degree of inclination between the horizontal direction of the image displayed on the monitor display screen and the horizontal direction of the monitor display screen is small. To be. In other words, an image cutting process is performed to cut out a rectangular image 14A indicated by a dotted line having sides parallel to the horizontal plane from the imaging surface of the CCD 14 inclined with respect to the horizontal plane (drawn with solid lines). The image data of the image 14A is corrected image data to be displayed on the monitor display screen.
[0054]
The clipping process of the image 14A is performed as follows.
[0055]
First, a virtual line T connecting the center M of the imaging surface of the CCD 14 (the intersection of the diagonal line of the imaging surface) and the pixel 14B at the upper left corner is drawn at an angle corresponding to the signal output from the conductive pattern 21A (the lens barrel 2R is positioned at the rotation reference position). , The rotation angle rotated about the shaft portion 20 as the center of rotation, that is, half the rotation angle of the lens barrel 2R rotated from the rotation reference position around the shaft portion 20 relative to the shaft portion 20). Rotate counterclockwise around the center M.
[0056]
The pixel A at the position where the virtual line T intersects the left side of the imaging surface of the CCD 14 is defined as the pixel at the upper left corner of the image 14A. The pixel A is set as a coordinate base point (1, 1), the coordinate base point is set as one of the apex angles of the square image 14A, and a square imaging area inscribed in the imaging area of the CCD 14 is cut out as the image 14A.
[0057]
In this embodiment, the rotation of the virtual line T is performed by adopting the following method. That is, when the signal from the conductive pattern 21A is a signal of the contact pattern θ0, that is, when the angle at which the lens barrel 2R rotates relative to the shaft 20 from the rotation reference position around the shaft 20 is 8 If the angle is within degrees, it is considered that the lens barrel 2R has not been rotated from the rotation reference position. That is, the signal of the contact pattern θ0 (“0000” in the 4-bit signal described above) is output as a signal indicating that the lens barrel 2R is not rotated from the rotation reference position. Therefore, the image data captured by the CCD 14 is used as it is as the image data of the monitor display screen without rotating the virtual line T.
[0058]
The signal when the contact pattern is from θ1 to θ7 is output as a signal indicating the rotation angle at which the lens barrel 2R is rotated from the rotation reference position about the shaft 20 as described above. In other words, the signals of the contact patterns θ1 to θ7 are such that the lens barrel 2R is shifted from the rotation reference position by an angle that is half the middle angle of the range of the relative rotation angle with respect to the shaft portion 20 of the lens barrel 2R covered by each contact pattern. It is output as a signal rotated about the shaft 20.
[0059]
Therefore, for example, when the lens barrel 2R is rotated within a range of 8 degrees to 16 degrees relative to the shaft portion 20 from the rotation reference position, the signal of the contact pattern θ1 output from the conductive pattern 21A Is output as a signal in which the lens barrel 2R is rotated about the shaft portion 20 from the rotation reference position by 6 degrees, which is half of 12 degrees between 8 degrees and 16 degrees. That is, when the lens barrel 2R is rotated within a range of 8 degrees and 16 degrees relative to the shaft section 20 from the rotation reference position, it is considered that the lens barrel 2R is rotated in the middle. The signal of the contact pattern θ1 is a signal indicating that the lens barrel 2R has been rotated by 6 degrees, which is a half of 12 degrees, about the shaft section 20 from the rotation reference position. That is, the above-described 4-bit signal “1111” that is the signal of the contact pattern θ1 is output as a signal indicating that the lens barrel 2R has been rotated six degrees around the shaft portion 20 from the rotation reference position. Therefore, when the signal is the contact pattern θ1 from the conductive pattern 21A, it is determined that the lens barrel 2R has been rotated 6 degrees about the shaft 20 from the rotation reference position, and the virtual line T is rotated 6 degrees.
[0060]
When the lens barrel 2R is rotated within a range of 16 degrees to 24 degrees relative to the shaft portion 20 from the rotation reference position, the signal of the contact pattern θ2 output from the conductive pattern 21A is: The lens barrel 2R is output as a signal that is rotated about the shaft 20 from the rotation reference position by 10 degrees, which is half of 20 degrees between 16 degrees and 24 degrees. That is, when the lens barrel 2R is rotated within a range of 16 degrees and 24 degrees relative to the shaft section 20 from the rotation reference position, it is considered that the lens barrel 2R is rotated in the middle. The signal of the contact pattern θ2 is a signal indicating that the lens barrel 2R has been rotated by 10 degrees which is half of 20 degrees from the rotation reference position about the shaft portion 20 as the rotation center. That is, the above-described 4-bit signal “1110”, which is the signal of the contact pattern θ2, is output as a signal indicating that the lens barrel 2R has been rotated by 10 degrees about the shaft 20 from the rotation reference position. Therefore, when the signal is the contact pattern θ2 from the conductive pattern 21A, the virtual line T is rotated by 10 degrees assuming that the lens barrel 2R has been rotated by 10 degrees from the rotation reference position about the shaft portion 20 as the rotation center.
[0061]
Similarly, when the contact pattern is θ3 (when the above-described 4-bit signal is “1101”), the virtual line T is 14 degrees, and when the contact pattern is θ4 (when the above-mentioned 4-bit signal is “1100”). ), The virtual line T is 18 degrees, when the contact pattern is θ5 (when the 4-bit signal is “1011”), the virtual line T is 22 degrees, and when the contact pattern is θ6 (the 4-bit When the signal is “1010”, the virtual line T is rotated by 26 degrees, and when the contact pattern is θ7 (when the 4-bit signal is “1001”), the virtual line T is rotated by 30 degrees.
[0062]
As described above, in the image 14A, the diagonal line is based on the rotation angle from the rotation reference position of the observation optical system 3R that rotates about the shaft portion 20 integrally with the lens barrel 2R with respect to the diagonal line of the imaging surface of the CCD 14. It is a rotated image.
[0063]
The reason why the rotation angle of the imaginary line T is set to half of the angle at which the lens barrel 2R is rotated from the rotation reference position around the shaft portion 20 relative to the shaft portion 20 is as follows.
[0064]
As described above, when the lens barrel 2R is rotated around the shaft portion 20 while the eyeglass device 1 is kept horizontal, the lens barrel 2L fixed to the shaft portion 20 also appears to be Rotate around. Therefore, the angle at which the lateral direction of the CCD 14 is inclined with respect to the horizontal plane is half the rotation angle of the lens barrel 2R rotated around the shaft 20 from the rotation reference position relative to the shaft 20.
[0065]
In the above-described example, the lens barrel 2R is determined to be rotated to an intermediate position in the rotation range detected by the contact pattern, and the rotation angle of the virtual line T is determined. The rotation angle of the imaginary line T may be determined based on the rotation angle assuming that the rotation position is rotated to a rotation position such as the maximum value or the minimum value of each rotation range.
[0066]
In the present embodiment, since the rotation position of the lens barrel 2R is detected in eight stages from the contact patterns θ0 to θ7 of the conductive pattern 21A, the rotation angle of the virtual line T does not match the actual rotation angle of the lens barrel 2R. There are cases.
[0067]
Therefore, when the image 14A is displayed on the monitor display screen, the horizontal direction of the displayed image may not be exactly parallel to the horizontal direction of the monitor display screen. However, as in the present embodiment, the rotation angle from the rotation reference position about the shaft portion 20 of the lens barrel 2R is 0 degree, 6 degrees, 10 degrees, 14 degrees, 18 degrees, 22 degrees, 26 degrees, If detection can be performed with an accuracy of several degrees, such as 30 degrees, there is no great discomfort in viewing the image.
[0068]
That is, the difference from the actual horizontal plane is 2 degrees or 4 degrees, and does not appear as a large difference. That is, when the actual rotation angle from the rotation reference position about the shaft portion 20 of the lens barrel 2R as the rotation center is in the range of 0 to 4 degrees, the rotation angle of the lens barrel 2R from the rotation reference position is set to 0 degrees. , The difference between the rotation angle of the virtual line T and the rotation angle of the lens barrel 2R is 4 degrees at the maximum.
[0069]
When the actual rotation angle from the rotation reference position about the shaft portion 20 of the lens barrel 2R as the rotation center is in the range of 4 to 8 degrees, the rotation angle of the lens barrel 2R from the rotation reference position is 6 degrees. , The difference between the rotation angle of the virtual line T and the rotation angle of the lens barrel 2R is 2 degrees at the maximum.
[0070]
The subsequent rotation range of the lens barrel 2R, that is, the actual rotation angle from the rotation reference position about the shaft portion 20 of the lens barrel 2R as the rotation center is 8 to 12 degrees, 12 to 16 degrees, 16 to 20 degrees, Similarly, in the range from 20 degrees to 24 degrees and from 28 degrees to 32 degrees, the difference between the rotation angle of the virtual line T and the actual rotation angle from the rotation reference position of the lens barrel 2R is 2 degrees at the maximum.
[0071]
The rotation pattern from the rotation reference position of the lens barrel 2R can be detected with high precision or continuously by increasing the contact pattern between the conductive pattern 21A and the contact 22 or using a volume or the like as the rotation angle detection means. Thereby, the angle between the horizontal direction of the image 14A displayed on the monitor display screen and the horizontal direction of the monitor display screen can be made smaller and further equalized. In correcting the image data, an image processing interpolation method such as a simple interpolation method or a bicubic method may be used together.
[0072]
The image data corrected by the image operation processor 232 is recorded in the image memory 26. Then, the stored image data can be displayed on a monitor display screen (not shown) via the external connection terminal 27. When displaying an image on the monitor display screen, the color tone of the image can be corrected and displayed via a computer.
[0073]
The aspect ratio of the image 14A cut out from the CCD 14 (the aspect ratio of the image) does not match the aspect ratio of the imaging surface of the CCD 14. The cut-out image is smaller than the number of pixels of the CCD 14. Therefore, in the image processing unit 23, the expansion ratio for correcting the image data is adjusted so that the aspect ratio and the number of display pixels of the image displayed on the monitor display screen are the same as the aspect ratio and the number of pixels of the image of the CCD 14. After performing the processing, the image is stored in the image memory 26. Of course, the image data may be stored in the image memory 26 without performing the expansion interpolation processing.
[0074]
Next, processing of image data in the image arithmetic processing unit 23 will be described with reference to FIG.
[0075]
The image data output from the CCD 14 is A / D converted in the analog signal processing unit 231 and output to the image processor 232.
[0076]
The image processing processor 232 performs exposure control calculation, white balance processing, gamma processing, and the like on the A / D-converted image data, and outputs the data to the temporary storage memory 233. The temporary storage memory 233 serves to temporarily store image data output from the image processor 232 for processing.
[0077]
Next, the image calculation processor 232 reads out the image data from the temporary storage memory 233, and rotates the image processing apparatus 232 from the conductive pattern 21A to the horizontal horizontal plane of the CCD 14 (rotation about the shaft 20 from the rotation reference position of the lens barrel 2R). The image 14A is cut out based on a signal related to the rotation angle). Image data of the image 14 </ b> A obtained by the clipping process is stored in the image memory 26.
[0078]
In the case of performing the expansion interpolation processing, after the clipping processing is performed, the image data of the image 14A is stored again in the temporary storage memory 233, and the expansion processing is performed by the image arithmetic processor 232, and then stored in the image memory 26. .
[0079]
The timing of image data transfer between the CCD 14 and the analog signal processing unit 231 is measured by a timing generator 234.
[0080]
When the image data is stored in the image memory 26 from the image processor 232, the image data may be compressed and then stored. Further, when a system capable of performing image clipping and decompression interpolation processing in real time is used when performing the clipping processing and decompression interpolation processing of the image 14A, the image can be directly input without using the temporary storage memory 233. It can be stored in the memory 26.
[0081]
On the other hand, when the angle of view clipping process or the expansion interpolation process is performed by the above-described method, if a so-called high-pixel CCD having a large number of pixels is employed, the calculation speed is reduced as the number of pixels increases, and The storage memory 233 requires a large storage capacity. Therefore, means for transferring the image data of the CCD 14 to an external computing means such as a personal computer and performing these processes may be employed. In this case, it is assumed that the external calculation means has an image correction means. The data required by the external arithmetic means for processing includes the number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction of the output of the CCD 14, data on the rotation angle around the shaft portion 20 of the lens barrel 2R, and the like. The external calculation means performs image clipping processing and decompression complement processing based on these data.
[0082]
In the digital camera technology, generally adopted image data formats include, in addition to image data, various files related to images such as shutter speed and aperture data, for example, in a file. There is a mechanism to save the data at the same time.
[0083]
Therefore, similarly to this mechanism, data relating to the rotation angle of the lens barrel 2R from the rotation reference position (the angle at which the lateral direction of the CCD 14 is inclined with respect to the horizontal plane) can be embedded in the file as accompanying information. .
[0084]
As a means for obtaining a rotated image with respect to the image captured by the CCD 14, there is a method of rotating the image captured by the CCD 14, in addition to the above-described method using the clipping process. This rotation processing is performed, for example, as follows. For each pixel of the image captured by the CCD 14, the position of the pixel is set at an angle corresponding to the signal output from the conductive pattern 21A with the center of the imaging surface as the rotation center (the lens barrel 2R moves from the rotation reference position to the shaft portion 20). (The angle rotated about the center). Then, the rotated image data is used as corrected image data to be displayed on the monitor display screen.
[0085]
If the rotated image data is displayed on the monitor display screen as it is, a portion without image data may be formed on the monitor display screen. That is, when the image is rotated, there is a portion where no image data exists between the outer periphery of the imaging area and the outer periphery of the image after the rotation process, and this portion is displayed on the monitor display screen. Become.
[0086]
Therefore, a rectangular image area may be set in the image after the rotation processing, and the image data in this area may be used as corrected image data for displaying on the monitor display screen. The horizontal direction of the rectangular image area is set to have an angle with respect to the horizontal direction of the CCD 14 corresponding to the signal output from the conductive pattern 21A. That is, the image in the rectangular image area is an image obtained by rotating the lens barrel 2R by an angle rotated about the shaft 20 from the rotation reference position with respect to the image captured by the CCD 14.
[0087]
The rotated image data is sent to the monitor display screen as it is, and a square image area having sides parallel to the horizontal direction of the monitor display screen is set on the monitor display screen, and only the image in this image area is displayed on the monitor. You may make it display on a screen.
[0088]
By the way, a space 28 surrounded by the erecting optical system 3Rb and the imaging unit 13 is formed inside the lens barrel 2R in front of the imaging unit 13 at a position retracted outside the observation optical path R. . In this space 28, a battery 29 serving as a power supply of the binocular device 1 is provided.
[0089]
A space 30 is formed inside the lens barrel 2L between the lens barrel 2L and the erecting optical system 3Lb. A printed circuit board 31 on which the image processing unit 23 is mounted, a printed circuit board 32 on which the image memory 26 is mounted, and a control circuit 32 are provided in the space 30. The control circuit 33 controls the operation of the binocular device 1 such as the CCD 14 and the image processing device 23.
[0090]
In addition, as the imaging means, a C-MOS (complementary metal oxide semiconductor) can be used in addition to the CCD 14 described in the present embodiment.
[0091]
Next, a binocular device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the binocular device of the second embodiment is different only in the rotation detecting means, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, only the configuration of the rotation angle detecting means will be described. Other configurations are omitted or simplified.
[0092]
The rotation angle detecting means includes an index plate 34 having a cross reference line 34A, a conductive pattern 35, and a contact 36. The index plate 34 is held by a rotating barrel 37 supported by the lens barrel 2L. The rotating barrel 37 has the center of the rotating barrel 37 coincident with the optical axis XL, and can be rotated around the optical axis XL with respect to the lens barrel 2L by operating a rotary knob 37A described later. . Further, the conductive pattern 35 is provided on a side surface of the rotating cylinder 37.
[0093]
The contact 36 has one end fixed to the lens barrel 2 </ b> L and the other end slidably in contact with the conductive pattern 35. As can be seen from FIG. 13 in which the rotating cylinder 37 is viewed from above, when the rotating cylinder 37 is rotated, the conductive pattern 35 and the contact 36 move to the rotational position in the same manner as the conductive pattern 21A and the contact 22 described above. The contact pattern is different depending on the contact pattern.
[0094]
When the binocular device 1 is in a horizontal state and the lens barrel 2R is at the rotation reference position, the index plate 34 is in a state in which the rotary cylinder 37 is fully turned clockwise (as viewed from the observer side). Then, at this time, the vertical and horizontal lines of the crosshair that is the reference line 34A are held by the rotating cylinder 37 so as to be parallel to the horizontal plane and the vertical plane, respectively.
[0095]
In order to adjust the distance between the lens barrel 2R and the lens barrel 2L to the distance between both eyes of the observer, while rotating the lens barrel 2R around the shaft 20 while keeping the binocular device 1 horizontal, the index plate 34 rotates apparently around the shaft 20 while maintaining its position. The reference line 34 </ b> A is inclined with respect to the horizontal plane by half the rotation angle of the lens barrel 2 </ b> R around the shaft 20 relative to the shaft 20.
[0096]
The rotary cylinder 37 is rotated so that the reference line 34A inclined with respect to the horizontal plane is parallel to the horizontal plane and the vertical plane. The rotary cylinder 37 is provided with a rotary knob 37A. The rotary knob 37A can be operated from the outside of the lens barrel 2L. By rotating the rotary knob 37A, the rotary barrel 37 can be rotated.
[0097]
When the rotary knob 37A is rotated to rotate the rotary cylinder 37, the contact position between the conductive pattern 35 provided around the rotary cylinder 37 and the contact 36 is displaced. Then, from the conductive pattern 35, a signal corresponding to the angle at which the rotary cylinder 37 is rotated until the reference line 34A inclined with respect to the horizontal plane and the vertical plane is parallel to the horizontal plane and the vertical plane is output.
[0098]
The angle at which the rotating cylinder 37 is rotated is equal to the angle at which the lateral direction of the CCD 14 is inclined with respect to the horizontal plane. The image processing processor 232 performs a clipping process of the image 14A based on this signal. The image data of the image 14A becomes the corrected image data displayed on the monitor display screen. Of course, image rotation processing may be performed based on a signal from the conductive pattern 35, and the image data corrected by this processing may be used as image data for displaying an image on a monitor display screen.
[0099]
Note that the number of captured images is displayed on the liquid crystal display unit 38. The mode button 39 is a button for switching between shooting modes such as indoor shooting and outdoor shooting.
[0100]
In each of the embodiments described above, the contact 22 and the contact 36 are set on the signal input side of the encoder, and the conductive pattern 21A and the conductive pattern 35 are set on the signal output side. However, the conductive pattern 21A and the conductive pattern 35 may be configured as signal input sides, and the contacts 22 and 36 may be configured as signal output sides.
[0101]
Further, the rotation positions of the lens barrel 2R and the lens barrel 2L are configured to be positioned at a specific rotation position by a click mechanism, and the rotation angle from the rotation reference position of the lens barrel 2R and the lens barrel 2L is determined at the determined position. May be detected. By doing so, the detected angle matches the actual rotation angle of the lens barrel 2R and the lens barrel 2L from the rotation reference position. Therefore, it is possible to appreciate an image in which the horizontal direction of the monitor display screen and the horizontal direction of the monitor display screen on which the cut-out image 14A or the rotated image is displayed are always parallel.
[0102]
If the rotation angle detection means is constituted by a volume or the like and the rotation angle of the lens barrel 2R is continuously detected in an analog manner, a monitor on which the cut-out image 14A or the rotated image is displayed. It is possible to appreciate an image in which the horizontal direction of the image on the display screen is always parallel to the horizontal direction of the monitor display screen.
[0103]
The contact 22 is attached to the lens barrel 2R in the first embodiment, but may be attached to the lens barrel 2L. In the above embodiment, the index plate 34, the conductive pattern 35, the contact 36, and the rotary cylinder 37 are also provided on the side of the lens barrel 2L, but may be provided on the side of the lens barrel 2R.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the observation optical system including the imaging element rotates around the axis, the image subjected to the cutout processing is such that the horizontal direction in the image is inclined at an angle with respect to the horizontal plane, The angle can be made smaller than the angle at which the observation optical system is rotated. Therefore, even when this image is displayed on the monitor display device, the inclination between the horizontal direction of the display image and the horizontal direction of the monitor display screen can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an appearance of a binocular device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an internal structure of the binocular device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of an internal configuration for explaining an operation of an image pickup unit of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, in which an image pickup unit is retracted from an observation optical system R (optical axis XR). FIG.
FIG. 4 is a side view of an internal configuration for explaining an operation of an imaging unit of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, in which an imaging unit enters (optical axis XR) from an observation optical system R; FIG. 3 is a diagram showing a state where a CCD is inserted at one image plane position.
FIG. 5 is a view seen from the rear for explaining the operation of the imaging means of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, in which the imaging unit has retreated from the observation optical system R (optical axis XR). It is a figure showing a state.
FIG. 6 is a view seen from behind for explaining the operation of the imaging means of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, in which the imaging unit enters the optical axis XR from the observation optical system R; FIG. 3 is a diagram showing a state where a CCD is inserted at a first image plane position.
FIG. 7 is a view showing a state in which a lens barrel of the binocular device according to the first embodiment of the present invention is rotated, as viewed from the rear.
FIG. 8 is a diagram showing a rotation angle detecting unit of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, as viewed from behind.
FIG. 9 is a diagram showing a conductive pattern portion of the binocular device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of correcting image data of the binocular device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a structure of an image processing unit that corrects image data of the binocular device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a rotation angle detecting unit of the binocular device according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram in which a main part is viewed from behind.
FIG. 13 is a plan view of a rotation angle detection unit of a binocular device according to a second embodiment of the present invention as viewed from above.
[Explanation of symbols]
1 Binocular device
R Observation optical path (optical path) of observation optical system 3R
L Observation optical path (optical path) of observation optical system 3L
3R Right observation optical system
3L Observation optical system on the left
14. CCD (image sensor)
20 Shaft (shaft)
21A conductive pattern
22 contacts
232 Image operation processor (image correction means)
34 Indicator body
35 Conductive pattern
36 contacts

Claims (8)

左右の観察光学系がこれらの観察光学系の光軸に平行な軸の周りに相対的に回転可能とされ、少なくとも一方の観察光学系に観察光を撮像する撮像素子を備える双眼鏡装置において、
上記撮像素子を備える上記一方の観察光学系の回転基準位置からの回転角度を検出する回転角検出手段と、
上記撮像素子で撮影された画像の画像データを補正する画像補正手段とを備え、
上記画像データの補正は、補正後の画像データに基づく画像が、上記撮像素子で撮像された画像に対して、上記回転角検出手段により検出された回転角の角度だけ回転した画像となる処理であることを特徴とする双眼鏡装置。
The left and right observation optical systems are relatively rotatable around an axis parallel to the optical axis of these observation optical systems, and in a binocular device including an imaging element that captures observation light in at least one observation optical system,
Rotation angle detection means for detecting a rotation angle from a rotation reference position of the one observation optical system including the imaging element,
Image correction means for correcting the image data of the image captured by the image sensor,
The correction of the image data is a process in which an image based on the corrected image data is an image obtained by rotating the image captured by the image sensor by an angle of the rotation angle detected by the rotation angle detection unit. A binocular device characterized by the following.
前記画像補正手段は、画像データの補正が、前記撮像素子の撮像面の対角線に対し、対角線が前記回転角検出手段により検出された回転角の角度を有している画像を、前記撮像素子の撮像面から切り出す画像の切り出し処理であることを特徴とする請求項1に記載の双眼鏡装置。The image correction unit is configured to correct the image data with respect to a diagonal line of an imaging surface of the imaging device, wherein the diagonal line has an angle of the rotation angle detected by the rotation angle detection unit, the image of the imaging device The binocular device according to claim 1, wherein the binocular device is a process of cutting out an image cut out from an imaging surface. 前記画像補正手段は、画像データの補正が、前記撮像素子で撮像された画像を、前記回転角検出手段により検出された回転角の角度だけ回転させる画像の回転処理であることを特徴とする請求項1に記載の双眼鏡装置。The image correction unit, wherein the correction of the image data is a rotation process of an image that rotates an image captured by the imaging element by an angle of a rotation angle detected by the rotation angle detection unit. Item 2. A binocular device according to item 1. 前記回転角検出手段は、エンコーダであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の双眼鏡装置。4. The binocular device according to claim 1, wherein the rotation angle detection unit is an encoder. 5. 前記エンコーダは、前記軸の側に備えられた導電パターン部と、この導電パターン部に接触しながら前記観察光学系の回転に従って回転する接触子を有していることを特徴とする請求項4に記載の双眼鏡装置。5. The encoder according to claim 4, wherein the encoder has a conductive pattern portion provided on the side of the shaft and a contact that rotates according to rotation of the observation optical system while being in contact with the conductive pattern portion. 6. A binocular device according to any of the preceding claims. 前記回転角検出手段は、前記左右の観察光学系のいずれか一方の光路内に光軸を回転軸として回転可能に備えられる指標体と、
この指標体の回転に従って回転する導電パターン部と前記指標体が備えられる観察光学系を保持する鏡筒の側に備えられ前記導電パターン部に接触する接触子を有するエンコーダと
を備えることを特徴とする請求項1または請求項3のいずれか1項に記載の双眼鏡装置。
The rotation angle detection means, an index body rotatably provided with an optical axis as a rotation axis in one of the optical paths of the left and right observation optical system,
It is characterized by comprising a conductive pattern portion that rotates according to the rotation of the indicator, and an encoder that is provided on the side of a lens barrel that holds an observation optical system provided with the indicator and that has a contact that contacts the conductive pattern. The binocular device according to claim 1, wherein
左右の観察光学系がこれらの観察光学系の光軸に平行な軸の周りに相対的に回転可能とされ、少なくとも一方の観察光学系に観察光を撮像する撮像素子を備える双眼鏡装置において、
上記撮像素子が水平面に対して回転したとき、その回動を検知した信号を受け上記撮像素子で撮像された画像から前記水平面と平行な枠で囲まれた画像を切り出す処理を行う画像補正手段を有してなることを特徴とする双眼鏡装置。
The left and right observation optical systems are relatively rotatable around an axis parallel to the optical axis of these observation optical systems, and in a binocular device including an imaging element that captures observation light in at least one observation optical system,
When the image sensor rotates with respect to a horizontal plane, image correction means for receiving a signal that detects the rotation and performing processing of cutting out an image surrounded by a frame parallel to the horizontal plane from an image captured by the image sensor. A binocular device characterized by having.
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の双眼鏡装置は、前記撮像素子が、前記一方の観察光学系の第一結像面位置と、この前記一方の観察光学系の光路から退避した退避位置とに変位することを特徴とする双眼鏡装置。The binocular device according to any one of claims 1 to 7, wherein the imaging element is retracted from a first imaging plane position of the one observation optical system and an optical path of the one observation optical system. Binocular device characterized by being displaced to a retracted position.
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